Khai thác siêu âm là một công nghệ chiết xuất hiện đại sử dụng năng lượng siêu âm để tăng tốc giải phóng các thành phần mục tiêu từ ma trận rắn hoặc lỏng. Công nghệ này cải thiện đáng kể hiệu quả chiết xuất thông qua hiệu ứng xâm thực, rung động cơ học và hiệu ứng nhiệt được tạo ra bởi siêu âm, đồng thời giảm lượng dung môi được sử dụng và chiết xuất.
Hệ thống chiết siêu âm điển hình bao gồm một máy phát siêu âm, đầu dò và còi.
2. Nguyên tắc làm việc của trích xuất siêu âm
2.1. Hiệu ứng xâm thực
Khi sóng siêu âm lan truyền trong chất lỏng, chúng tạo ra sự xen kẽ cao - áp suất và chu kỳ áp suất thấp. Trong giai đoạn áp suất thấp, bong bóng chân không nhỏ được hình thành trong chất lỏng; Trong giai đoạn cao - áp suất, các bong bóng này sụp đổ nhanh chóng, tạo ra nhiệt độ cao cục bộ (khoảng 5000k) và áp suất cao (khoảng 1000atm). Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng xâm thực. Hiệu ứng xâm thực có thể phá hủy cấu trúc thành tế bào và thúc đẩy giải phóng các chất nội bào.
2.2. Hiệu ứng cơ học
Lực rung và lực cắt được tạo ra khi sóng siêu âm lan truyền trong môi trường giúp phá vỡ các lực liên phân tử giữa các chất và tăng cường quá trình chuyển khối.
2.3. Hiệu ứng nhiệt
Một phần của năng lượng siêu âm được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt, làm tăng vừa phải nhiệt độ hệ thống, làm giảm độ nhớt dung môi và tăng tốc độ khuếch tán.
3. Ưu điểm chính của việc khai thác siêu âm
Hiệu quả cao: Thời gian khai thác có thể được rút ngắn 50 - 90%
Hoạt động ở nhiệt độ thấp: Thích hợp để chiết xuất các thành phần không ổn định nhiệt
Tỷ lệ chiết cao: Sự gián đoạn tế bào kỹ lưỡng hơn
Tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường: Tiêu thụ dung môi giảm 30 - 60%
Hoạt động dễ dàng: Thiết bị đơn giản, dễ dàng mở rộng quy mô
4.
4.1. Khai thác sản phẩm tự nhiên
• Các thành phần hoạt động của thực vật (flavonoid, alkaloid, polysacarit, v.v.)
• Khai thác tinh dầu
• Khai thác sắc tố
2.2 Ngành công nghiệp thực phẩm
• Khai thác các thành phần chức năng
• Khai thác các chất hương vị
• Tách protein
2.3. Phân tích môi trường
• Khai thác chất ô nhiễm hữu cơ từ đất và trầm tích
• Khai thác dư lượng thuốc trừ sâu trong thực phẩm
2.4. Ngành công nghiệp dược phẩm
• Khai thác các thành phần hoạt động của y học cổ truyền Trung Quốc
• Khai thác tiền chất thuốc
5. Các loại thiết bị chiết siêu âm
Loại chất tẩy rửa siêu âm: Nhỏ - Khai thác phòng thí nghiệm quy mô
Hệ thống chiết siêu âm loại thăm dò: Công suất trung bình đến cao, có thể xử lý các mẫu độ nhớt cao -
Hệ thống trích xuất siêu âm dòng chảy liên tục: Công nghiệp lớn - Sản xuất quy mô
